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連線前端(手機電腦等)與小尾巴DAC的雙C口線是否真的對音質有影響?是智商稅嗎?

2023-11-20數位

我看有回答說線材品質對數位音訊的音質有影響。

我在那個回答下面留了評論,但想了下還是重新發個回答說得更清楚些。

簡單說,如今的DAC,包括包含有外接DAC芯片的小尾巴在內(那種透過Type-C直接轉模擬訊號的音訊轉接線不算數),只要安卓、iOS、Windows以及macOS都能免驅,那麽大機率就是走的USB Audio協定。

USB Audio確實有同步模式,USB Audio確實也會遇到數據傳輸錯誤的情況,且同步模式在遇到數據傳輸錯誤時確實會在音訊回放時出現異常。

但是,各位回想下這麽多年用USB裝置的經驗,無論是滑鼠鍵盤還是行動硬碟或者其他裝置,有沒有遇到過因為用了劣質線就出現數據拷貝過去之後檔損壞的情況,或者滑鼠指標亂飄,鍵盤亂按鍵的情況?

要麽,在數據傳輸過程中直接就報錯,或者直接跟裝置失去連線。要麽數據傳輸速度突然降低,過一段時間又恢復,或者滑鼠突然靜止不動,鍵盤一個鍵按下去沒反應。但只要不是裝置本身有問題,就不會出現輸出傳輸成功但數據錯誤或者檔損壞的情況。

原因很簡單,即便是USB同步模式,也是有CRC校驗的。在同步模式下,對於普通USB裝置來說,如果遇到數據校驗錯誤,USB匯流排會通知系統重新傳輸數據,而接收端會等待數據的重新傳輸。

USB Audio遇到CRC校驗錯誤後不會重新傳輸這個封包,而是會直接跳過這一個USB傳輸幀。直觀表現就是音訊突然跳了一段。這確實會影響體驗,但不影響音質本身。

如果有人用過比較老的USB外接DAC(比如早期的CMedia的USB界面芯片),一定記得當年這類裝置在使用USB連線電腦時會偶爾出現音訊卡頓、跳軌的情況。

其次,USB Audio除了同步模式外,是有異步模式的,且USB Audio規範本身就定義了三種子模式:自動調節、同步、異步。

自動調節跟異步之間的唯一區別,是時鐘來源。自動調節的時鐘來源是USB匯流排時鐘,這個時鐘通常精度沒那麽高。

而在異步模式下,USB主機端是根據接收端或者其他外部時鐘訊號來確定取樣率的,並且每一幀的封包字節數並不是固定的。所以如果遇到數據校驗錯誤,主機端會調整下一幀的傳輸字節數以此來修正錯誤。所以異步模式下聲音會有幾毫秒延遲(緩沖),但不會出現同步模式的出現傳輸錯誤後跳過一段音訊的情況。

異步模式下另一個會影響數據傳輸的因素是外部時鐘的精確度。考慮到大多數普通裝置的晶振的頻率並不那麽精確,或者會因為其他一些原因出現抖動,所以一方面,稍微靠譜點的裝置,要麽會采用高頻率晶振(一般至少是標準取樣率也就是44.1ksamples/s的128或者256倍)來提高時鐘精確度,要麽會用溫補晶振甚至多個晶振來同步時鐘。還有一些裝置直接用鎖相環(PLL)來實作靈活時鐘發生器的功能,對於有取樣率切換需求(比如支持HiRes)的中高端裝置來說,PLL方案也是主流之一。

這裏舉兩個現實的例子:

這款百元價位的小尾巴用了一顆高精度晶振,震蕩頻率49.152MHz:

而這個千元級的小尾巴,用了AKM AK8142數位時鐘管理芯片來實作PLL方案,輸入時脈最高支持67MHz,輸出頻率最高200MHz:

另一方面,USB Audio協定本身也提供了一個endpoint用來解決主機和接收端之間的數據不匹配問題。系統會計算匯流排發出的封包字節數,並且與USB封包的起始幀進行比較,如果有差異,就會調整主機端的數據傳輸速率,讓endpoint處的封包(可以理解為緩存)與原始數據流匹配。

早期的USB音訊裝置或者回放裝置不支持USB Audio,或者不能完整支持USB Audio,確實可能出現只支持同步傳輸的情況。但如今無論是iOS還是安卓手機,又或者是Windows或者macOS,對USB Audio協定的支持都已經很成熟了,並且主流的USB Audio界面芯片也都完整支持USB Audio協定,所以無論是主機端(播放器)還是接收端(DAC),都不存在不支持異步傳輸的情況。

這種條件下,即便是數據線品質差,頂多也就是音訊訊號延遲大一點,連跳軌情況都遇不到,更談不上影響音質了。

至於對音訊延遲有更高要求的專業領域,至少我接觸過的裝置裏,大多數高端專業裝置都不會用USB界面來實作高精確度和低延遲。20多年前的頂級專業音效卡,在機箱內的數位卡和機箱外的DAC和前級部份,要麽采用類似IDE數據線的排線進行連線(比如雅馬哈某專業卡),要麽用CAT.5E以上規格的RJ45遮蔽雙絞線進行連線(比如創新的E-MU)。

總之,USB Audio的數位訊號數據線,你要不是特別在意延遲,那麽線材品質對音質本身是沒有影響的。